專利名稱：觸覺反饋裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種觸覺反饋裝置，更具體地說，涉及一種能夠防止振動構(gòu)件(例如，振動板)由于外部沖擊而變形的觸覺反饋裝置。
背景技術(shù)：
為了增加用戶方便性，已經(jīng)開始普遍使用選擇按鈕顯示在屏幕上的觸摸輸入/輸出裝置(例如，觸覺反饋裝置)。在觸覺反饋裝置中，用戶可以直接用指尖等輸入信號，允許輸入信號被方便地輸入到裝置，用于裝置的控制，同時用戶可視地確認(rèn)輸出信息。觸覺反饋裝置可以實(shí)現(xiàn)空間節(jié)省、提高可操作性和簡易性并且使用戶能夠容易地與裝置交互。另外，觸覺反饋裝置可以提供與IT裝置的良好的互補(bǔ)關(guān)系。因此，觸覺反饋裝置已經(jīng)被廣泛地用作用于在公共場所(例如，地鐵站、醫(yī)院、學(xué)校等)為用戶提供信息的引導(dǎo)裝置的輸入/輸出單元。同時，觸覺反饋裝置用于提供關(guān)于輸入信號是否已經(jīng)被接收或者輸出信號是否已經(jīng)被輸出的通知。觸覺反饋裝置包括振動元件(例如,壓電元件)和通過所述振動元件振動的振動構(gòu)件。然而，設(shè)置在觸覺反饋裝置中的振動構(gòu)件可以是薄板構(gòu)件，以提高振動特性，因此，在沖擊被施加到觸覺反饋裝置的情況下(例如，如果用戶將觸覺反饋裝置跌落)，觸覺反饋裝置會容易變形或損壞。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一方面提供一種觸覺反饋裝置，所述觸覺反饋裝置可以防止振動特性由于外部震動(具體地說，跌落沖擊)而劣化。根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供了一種觸覺反饋裝置，所述觸覺反饋裝置包括:振動構(gòu)件；振動元件，形成在振動構(gòu)件上，以使振動構(gòu)件振動；質(zhì)量構(gòu)件，形成在振動構(gòu)件上，以調(diào)節(jié)振動構(gòu)件的震蕩頻率，其中，質(zhì)量構(gòu)件的面對振動構(gòu)件的一個表面形成為具有彎曲形狀。質(zhì)量構(gòu)件的所述一個表面可以形成為具有曲率半徑比當(dāng)振動構(gòu)件由于振動元件的振動而變形時形成的曲率半徑小的彎曲形狀。振動構(gòu)件可以包括:第一板構(gòu)件，振動元件固定地附著到第一板構(gòu)件；第二板構(gòu)件,從第一板構(gòu)件延伸并且容納質(zhì)量構(gòu)件。第二板構(gòu)件可以從第一板構(gòu)件的側(cè)表面延伸，并且可以被形成為沿垂直于第一板構(gòu)件的方向彎曲。
第一板構(gòu)件和第二板構(gòu)件可以通過壓力加工一體地形成。觸覺反饋裝置還可以包括形成在振動構(gòu)件和質(zhì)量構(gòu)件之間的震動吸收構(gòu)件，以防止振動構(gòu)件和質(zhì)量構(gòu)件之間接觸。震動吸收構(gòu)件可以形成在振動構(gòu)件的一個表面上。震動吸收構(gòu)件可以與質(zhì)量構(gòu)件一起形成。震動吸收構(gòu)件的一個表面可以形成為具有彎曲的形狀。


通過下面結(jié)合附圖的詳細(xì)描述，本發(fā)明的上述和其他方面、特點(diǎn)和其他優(yōu)點(diǎn)將被更加清晰的理解，在附圖中:圖1是示出了根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的觸覺反饋裝置的截面圖；圖2是示出了圖1的觸覺反饋裝置在操作狀態(tài)下的截面圖；圖3和圖4是示出了根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的觸覺反饋裝置的截面圖；圖5是示出了根據(jù)本發(fā)明第三實(shí)施例的觸覺反饋裝置的截面圖；圖6是示出了圖5的觸覺反饋裝置的振動構(gòu)件的透視圖。
具體實(shí)施例方式下文中，將參照附圖詳細(xì)描述本發(fā)明的實(shí)施例。然而，本發(fā)明可以以許多不同的形式實(shí)施，并且不應(yīng)該被解釋為限于在此闡述的實(shí)施例。相反，提供這些實(shí)施例使得本公開將是徹底和完整的，并且將把本發(fā)明的范圍充分傳達(dá)給本領(lǐng)域技術(shù)人員。在附圖中，為了清晰起見，可能會夸大元件的形狀和尺寸，并且將始終使用相同的標(biāo)號指示相同或相似的元件。圖1是示出了根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的觸覺反饋裝置的截面圖，圖2是示出了圖1的觸覺反饋裝置在操作狀態(tài)下的截面圖，圖3和圖4是示出了根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的觸覺反饋裝置的截面圖，圖5是示出了根據(jù)本發(fā)明第三實(shí)施例的觸覺反饋裝置的截面圖，圖6是示出了圖5的觸覺反饋裝置的振動構(gòu)件的透視圖。將參照圖1和圖2描述根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的觸覺反饋裝置100。根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的觸覺反饋裝置100可以包括:殼體102和104、振動構(gòu)件
10、振動元件20以及質(zhì)量構(gòu)件40。具有上述構(gòu)造的觸覺反饋裝置100可以安裝在其他便攜式電子設(shè)備(諸如便攜式電話、便攜式電子詞典等)中。此外，觸覺反饋裝置100連接到相應(yīng)的電子設(shè)備的輸入/輸出裝置，從而向用戶傳遞振動信號。然而，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的觸覺反饋裝置100不限制于安裝在上述便攜式電子設(shè)備中，并且可以安裝在包括觸摸屏的自動提款機(jī)(ATM)、地鐵站中的地鐵線路引導(dǎo)系統(tǒng)等中。此外，觸覺反饋裝置100可以在需要輸出振動的其他電子設(shè)備中安裝并使用。殼體102和104可以包括上殼體102和下殼體104。殼體102和104可以保護(hù)觸覺反饋裝置100免受外部震動。為此,殼體102和104可以利用耐沖擊的金屬制造。然而，為了減輕觸覺反饋裝置100的重量，殼體102和104可以利用塑料制造。在這種情況下，所述塑料可以包括能夠使耐沖擊性增加的材料。殼體102和104可以安裝在安裝有觸覺反饋裝置100的電子設(shè)備中，以與電子設(shè)備分開和連接到電子設(shè)備?？蛇x擇地，殼體102和104的至少一部分(例如，上殼體102或者下殼體104)可以與安裝有觸覺反饋裝置100的便攜式電子設(shè)備(例如，便攜式電話)一體地形成。此外，上殼體102或下殼體104，或者上殼體102和下殼體104可以是便攜式電
子裝置的一部分。此外，殼體102和104可以包括用于從便攜式電子設(shè)備接收電信號的電極。電極可以形成在殼體102和104的外部，并且將電流供應(yīng)到安裝在裝置中的振動元件20。同時，上殼體102和下殼體104兩個都可以是可連接的和可分開的。例如,上殼體102和下殼體104可以通過螺母和螺栓連接?？蛇x地，上殼體102和下殼體104可以通過單獨(dú)的安裝結(jié)構(gòu)(例如，突起和槽)連接。振動構(gòu)件10可以被制造成橫截面基本上呈矩形的薄板。然而，振動構(gòu)件10可以被制造為具有除了矩形形狀外的形狀，只要振動構(gòu)件10能夠沿豎直方向振動即可。振動構(gòu)件10可以利用具有預(yù)定大小的彈性的材料制造。例如，振動構(gòu)件10可以由金屬、塑料等形成。此外，在振動構(gòu)件10中，可以將彈簧常量K確定為使觸覺反饋裝置100具有預(yù)定范圍的振動頻率(100Hz到300Hz)。例如，可以調(diào)整振動構(gòu)件10的長度和厚度，從而觸覺反饋裝置100具有IOOHz到300Hz的振動頻率。振動構(gòu)件10可以固定到殼體102和104。具體地說，振動構(gòu)件10的兩端可以連接到殼體102和104。更具體地說，振動構(gòu)件10的兩端可以固定到上殼體102或下殼體104，或者可以同時地固定到上殼體102和下殼體104。這里，振動構(gòu)件10的兩端可以通過焊接方法或者螺栓緊固方法連接到殼體102和104。然而，振動構(gòu)件10與殼體102和104之間的連接方法不限于上述方法，并且可以在能夠由本領(lǐng)域普通技術(shù)人員所認(rèn)識的范圍內(nèi)改變。由于安裝在殼體102和104中的振動構(gòu)件10具有如上所述的預(yù)定大小的彈性，因此振動構(gòu)件10可以通過外力沿豎直方向(基于圖1的Z軸方向)振動。作為參考，振動構(gòu)件10可以為了平穩(wěn)地沿豎直方向振動而被壓縮和伸展。然而，振動構(gòu)件的伸縮范圍不能超過構(gòu)成振動構(gòu)件10的材料的彈性形變的范圍。振動元件20可以固定到振動構(gòu)件10。具體地說，振動元件20可以通過粘合劑粘附到振動構(gòu)件10。這里，粘合劑可以是能夠通過紫外(UV)光固化的環(huán)氧樹脂或者樹脂。此夕卜，振動元件20可以以機(jī)械結(jié)構(gòu)的方式固定到振動構(gòu)件10。為此，安裝振動元件20的槽可以形成在振動構(gòu)件10中。此外，用于固定振動元件20的位置的突起可以形成在振動構(gòu)件10上。 振動元件20可以是能夠根據(jù)電信號自由地伸縮的壓電元件。例如，振動元件20可以利用PZT (鋯鈦酸鉛陶瓷)制造。如上所述地構(gòu)造的振動元件20可以根據(jù)電信號伸縮，從而在振動構(gòu)件10中產(chǎn)生振動。振動元件20可以形成為沿振動構(gòu)件10的長度方向延伸。具體地說，振動元件20可以設(shè)置在振動構(gòu)件10的中央，以不阻礙振動構(gòu)件10的豎直振動。此外，振動元件20可以比振動構(gòu)件10短。質(zhì)量構(gòu)件40可以連接到振動構(gòu)件10。具體地說，質(zhì)量構(gòu)件40可以在與用于將振動構(gòu)件10在X軸方向上分成相等的兩部分的線段C-C重合的點(diǎn)處連接到振動構(gòu)件10。可以通過諸如螺栓等緊固構(gòu)件或者通過粘合劑來實(shí)施質(zhì)量構(gòu)件40和振動元件10之間的連接?？蛇x地，質(zhì)量構(gòu)件40和振動構(gòu)件10可以通過諸如夾具、鉗具等輔助工具被連接。質(zhì)量構(gòu)件40可以具有預(yù)定的質(zhì)量，并且可以使振動產(chǎn)生裝置的振動頻率降低。作為參考，質(zhì)量構(gòu)件40可以利用單一材料(諸如鎢、鎳或者銅)制造，或者可以利用包含鎢、鎳和銅中的至少一種的混合材料制造。同時，根據(jù)本實(shí)施例，質(zhì)量構(gòu)件40的表面可以具有彎曲的形狀。具體地說，質(zhì)量構(gòu)件40的面對振動構(gòu)件10的第一表面42可以具有彎曲的形狀。S卩，相對于X-Z面，質(zhì)量構(gòu)件40的第一表面42可以具有半徑為Rl的彎曲的形狀。這里，如圖2所示，半徑Rl可以比當(dāng)振動構(gòu)件10由于振動而彎曲時形成的曲率半徑(R2)小。以此方式，當(dāng)振動構(gòu)件10振動時(即，當(dāng)振動構(gòu)件10彎曲或變形時)，具有彎曲形狀的質(zhì)量構(gòu)件40不會接觸振動構(gòu)件10或者與振動構(gòu)件10碰撞。因此,根據(jù)本實(shí)施例，當(dāng)振動構(gòu)件10通過振動元件20或者外部震動沿豎直方向(基于圖1的Z軸方向)振動時，振動構(gòu)件10不會與質(zhì)量構(gòu)件40碰撞。此外，由于質(zhì)量構(gòu)件40的第一表面42具有彎曲的形狀，所以即使當(dāng)振動構(gòu)件10與質(zhì)量構(gòu)件40碰撞時，也不會發(fā)生振動構(gòu)件10由于與質(zhì)量構(gòu)件40的一部分(例如，拐角)接觸而變形的現(xiàn)象。即，在本實(shí)施例中，振動構(gòu)件10可以均勻地接觸質(zhì)量構(gòu)件40的第一表面42，因此在接觸時產(chǎn)生的沖擊能量不會集中在振動構(gòu)件10的一部分上。因此，即使在振動構(gòu)件10和質(zhì)量構(gòu)件40之間接觸時振動構(gòu)件10也不會發(fā)生變形。以此方式，由于振動構(gòu)件10幾乎不會由于外力引起的沖擊而變形，因此根據(jù)本實(shí)施例的觸覺反饋裝置100可以提供恒定的振動頻率。接下來，將參照圖3和圖4描述根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的觸覺反饋裝置。根據(jù)本實(shí)施例的觸覺反饋裝置100與根據(jù)第一實(shí)施例的觸覺反饋裝置的不同之處在于:根據(jù)第二實(shí)施例的觸覺反饋裝置100還包括震動吸收構(gòu)件30。震動吸收構(gòu)件30可以如圖3和圖4地與質(zhì)量構(gòu)件40 —起形成或者與振動構(gòu)件10一起形成，并且具有彎曲的形狀。例如，震動吸收構(gòu)件30可以形成在質(zhì)量構(gòu)件40的一個表面(面對振動構(gòu)件10的表面)上，且面對振動構(gòu)件10的表面32可以具有彎曲的形狀。這里，表面32的曲率半徑(R3)可以小于或者等于振動構(gòu)件10變形時形成的曲率半徑(R2，見圖2)。此外，震動吸收構(gòu)件30可以形成在振動構(gòu)件10的一個表面(面對質(zhì)量構(gòu)件40的表面)上，且面對質(zhì)量構(gòu)件40的表面34可以具有彎曲的形狀。然而，相應(yīng)的表面34具有彎曲的形狀并不是必須的。即，震動吸收構(gòu)件30具有傾斜角基于振動構(gòu)件10和質(zhì)量構(gòu)件40之間的連接點(diǎn)朝著振動構(gòu)件10的兩端逐漸減小的傾斜的表面。在如上構(gòu)造的本實(shí)施例中，硬度相對高的質(zhì)量構(gòu)件40不需具有彎曲的表面，從而可以有效地應(yīng)用于小的觸覺反饋裝置的生產(chǎn)。接下來，將參照圖5和圖6描述根據(jù)本發(fā)明第三實(shí)施例的觸覺反饋裝置。根據(jù)本實(shí)施例的觸覺反饋裝置100與根據(jù)上述實(shí)施例的觸覺反饋裝置的不同之處在于振動構(gòu)件10的形狀。根據(jù)本實(shí)施例的振動構(gòu)件10可以包括第一板構(gòu)件12和第二板構(gòu)件14。第一板構(gòu)件12可以形成為薄板，并且是可以基本上沿豎直方向振動的振動構(gòu)件。第一板構(gòu)件12的兩端可以固定到殼體102和104。第一板構(gòu)件12可以由金屬、塑料等材料形成。此外，第一板構(gòu)件12可以具有預(yù)定的彈簧常量K。這里，第一板構(gòu)件12的彈簧常量K可以確定為位于使觸覺反饋裝置100具有IOOHz到300Hz的振動頻率的范圍內(nèi)。用于緊固第一板構(gòu)件12與殼體102和104的緊固孔可以形成在第一板構(gòu)件12中。即，第一板構(gòu)件12可以通過緊固構(gòu)件(螺栓、銷等)固定到殼體102和104。此外，第一板構(gòu)件12可以包括連接到第二板構(gòu)件14的連接部分16。連接部分16可以從第一板構(gòu)件12的兩側(cè)表面延伸，并且可以形成得靠近第一板構(gòu)件12在長度方向(基于圖6的X軸方向)上被分成兩個相等部分的點(diǎn)處。此外，連接部分16的側(cè)表面可以是具有半徑R4的彎曲的表面。具有上述形狀的連接部分16可以使質(zhì)量構(gòu)件40集中在第一板構(gòu)件12的一部分上的載荷最小化。第二板構(gòu)件14可以連接到第一板構(gòu)件12。具體地說，第二板構(gòu)件14可以通過連接部分16 —體地連接到第一板構(gòu)件12。更具體地說，第二板構(gòu)件14可以通過壓力加工與第一板構(gòu)件12 —體地形成。第二板構(gòu)件14可以沿垂直與第二板構(gòu)件12的方向彎曲。第二板構(gòu)件14可以具有預(yù)定的質(zhì)量，從而觸摸反饋裝置100具有相對低的振動頻率?？蛇x地,第二板構(gòu)件14可以具有能夠容納具有預(yù)定質(zhì)量的質(zhì)量構(gòu)件40的形狀。例如，第二板構(gòu)件14可以以第二板構(gòu)件14的兩端沿相同的方向彎曲的方式穩(wěn)固地連接到質(zhì)量構(gòu)件40,如圖6所示。此外，第二板構(gòu)件14的一個表面15 (面對第一板構(gòu)件12的表面)可以具有彎曲的形狀，所述彎曲表面的曲率半徑可以比當(dāng)振動構(gòu)件10變形時形成的曲率半徑(R2，見圖2)小。此外，多個孔18可以形成在第二板構(gòu)件14中。孔18可以沿第二板構(gòu)件14的長度方向(基于圖6的X軸方向)以規(guī)則的間隔形成，諸如螺栓等的緊固構(gòu)件可以安裝到孔18。S卩，孔18可以用于將質(zhì)量構(gòu)件40固定到第二板構(gòu)件14。質(zhì)量構(gòu)件40可以連接到第二板構(gòu)件14。具體地說，質(zhì)量構(gòu)件40可以被強(qiáng)制地安裝到第二板構(gòu)件14，可以通過粘合劑附著到第二板構(gòu)件14或者可以利用諸如螺栓的緊固構(gòu)件連接到第二板構(gòu)件14。根據(jù)本實(shí)施例的質(zhì)量構(gòu)件40可以具有能夠完全被容納在由第二板構(gòu)件14形成的空間中的尺寸。即，質(zhì)量構(gòu)件40可以具有不會突出到第二板構(gòu)件14的表面15的尺寸。因此，根據(jù)本實(shí)施例，當(dāng)振動構(gòu)件10振動時，第一板構(gòu)件12和質(zhì)量構(gòu)件40不會直
接相互碰撞。同時，雖然未示出，但是用于減小或者阻擋第一板構(gòu)件12和第二板構(gòu)件14之間的直接接觸或者第一板構(gòu)件12和質(zhì)量構(gòu)件40之間的直接接觸的震動吸收構(gòu)件還可以形成在由第二板構(gòu)件14形成的空間中。在如上所述地構(gòu)造的本實(shí)施例中，振動構(gòu)件10和質(zhì)量構(gòu)件40可以容易地彼此連接,并且可以阻止振動構(gòu)件10和質(zhì)量構(gòu)件40之間的接觸而不用在質(zhì)量構(gòu)件40上形成彎曲表面。如上所述，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，質(zhì)量構(gòu)件的會碰撞振動構(gòu)件的一個表面具有彎曲的形狀，因此，可以顯著減少振動構(gòu)件由于振動構(gòu)件和質(zhì)量構(gòu)件之間的接觸而變形的現(xiàn)象的發(fā)生。
因此，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，觸覺反饋裝置的振動頻率可以維持恒定。雖然已經(jīng)結(jié)合實(shí)施例示出并描述了本發(fā)明，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解的是，在不脫離由權(quán)利要求限定的本發(fā)明的精神和范圍的情況下，本發(fā)明的實(shí)施例可以進(jìn)行修改和變形。
權(quán)利要求
1.一種觸覺反饋裝置，所述觸覺反饋裝置包括: 振動構(gòu)件； 振動元件,形成在振動構(gòu)件上，以使振動構(gòu)件振動； 質(zhì)量構(gòu)件，形成在振動構(gòu)件上，以調(diào)節(jié)振動構(gòu)件的振動頻率， 其中，質(zhì)量構(gòu)件的面對振動構(gòu)件的一個表面形成為具有彎曲形狀。
2.如權(quán)利要求1所述的觸覺反饋裝置，其中，質(zhì)量構(gòu)件的所述一個表面形成為具有曲率半徑比當(dāng)振動構(gòu)件由于振動元件的振動而變形時形成的曲率半徑小的彎曲形狀。
3.如權(quán)利要求1所述的觸覺反饋裝置，其中，振動構(gòu)件包括: 第一板構(gòu)件，振動元件固定地附著到第一板構(gòu)件； 第二板構(gòu)件，從第一板構(gòu)件延伸并且容納質(zhì)量構(gòu)件。
4.如權(quán)利要求3所述的觸覺反饋裝置，其中，第二板構(gòu)件從第一板構(gòu)件的側(cè)表面延伸，并且被形成為沿垂直于第一板構(gòu)件的方向彎曲。
5.如權(quán)利要求3所述的觸覺反饋裝置，其中，第一板構(gòu)件和第二板構(gòu)件通過壓力加工一體地形成。
6.如權(quán)利要求1所述的觸覺反饋裝置，所述觸覺反饋裝置還包括形成在振動構(gòu)件和質(zhì)量構(gòu)件之間的震動吸收構(gòu)件，以防止振動構(gòu)件和質(zhì)量構(gòu)件之間接觸。
7.如權(quán)利要求6所述的觸覺反饋裝置，其中，震動吸收構(gòu)件形成在振動構(gòu)件的一個表面上。
8.如權(quán)利要求6所述的觸覺反饋裝置，其中，震動吸收構(gòu)件與質(zhì)量構(gòu)件一起形成。
9.如權(quán)利要求6所述的觸覺反饋裝置，其中，震動吸收構(gòu)件的一個表面形成為具有彎曲的形狀。
全文摘要
本公開提供一種觸覺反饋裝置。所述觸覺反饋裝置包括振動構(gòu)件；振動元件，形成在振動構(gòu)件上，以使振動構(gòu)件振動；質(zhì)量構(gòu)件，形成在振動構(gòu)件上，以調(diào)節(jié)振動構(gòu)件的震蕩頻率，其中，質(zhì)量構(gòu)件的面對振動構(gòu)件的一個表面形成為具有彎曲的形狀。
文檔編號G06F3/01GK103176600SQ201210342519
公開日2013年6月26日 申請日期2012年9月14日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月26日
發(fā)明者金在京, 樸東先, 尹大雄, 孫延昊 申請人:三星電機(jī)株式會社